JP4284927B2 - Aperture limiting element and optical head device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、開口制限素子および光ヘッド装置に関し、特に光ヘッド装置に関しては光記録媒体の情報の記録および再生を行う光ヘッド装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
同一の光ヘッド装置を用いて、規格の異なる光ディスクであるCDまたはDVDの記録および再生を行う、CD/DVD互換型光ヘッド装置が製品化されている。CDとDVDのそれぞれの光ディスクでは、記録および再生に用いる光の波長帯、光ディスクの厚さ、記録密度などの規格が異なるため、CDの記録および再生時とDVDの記録および再生時とでそれぞれ光学系の開口数を変える必要がある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
波長650nmのDVD用に設計された開口数0.6程度の対物レンズを用いて、CDの記録および再生を実行するために、図11に示す開口制限素子501を用いて、CD用の波長780nmに対し、開口数を切り替える方法が提案されている。開口制限素子501は、透明基板51上に位相差調整用の誘電体多層膜52が形成された中央領域Cと波長選択性の誘電体多層膜53が形成された周辺領域Dを有している。また、54は反射防止膜である。
【0004】
波長選択性の誘電体多層膜53は、DVD用の光束を透過させるが、CD用の光束は透過させない機能を有する。一方、位相差調整用の誘電体多層膜52は、DVD用の光束とCD用の光束をともに透過させるとともに、中央領域Cと周辺領域DにおけるDVD用の光束の位相を揃える機能を有している。
【0005】
しかしながら、開口制限素子501は、中央領域Cと周辺領域Dとを形成する製造工程において、20層前後の誘電体多層膜の形成を2回、リフトオフ用のマスクの形成を2回、リフトオフを2回繰り返すなどの複雑な工程が必要となる。この複雑な工程が原因で歩留まりの向上が妨げられ、簡略化された工程により作製された開口制限素子が望まれていた。
本発明は、製造工程数が少なく容易に作製でき、かつ生産歩留まりのよい開口制限素子、およびそれを用いた光ヘッド装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明は、入射する異なる波長λ1と波長λ2(λ1<λ2)の2つの光束のうち、いずれか一方の光束のみを透過するフィルタ域と両方の光束を透過する透明域とを有する開口制限素子であって、前記開口制限素子は2枚の透明基板を備え、2枚の前記透明基板間における周辺領域には平滑な表面を有する波長選択性の誘電体多層膜からなる前記フィルタ域が形成され、前記周辺領域により囲まれる中央領域において、一方の前記透明基板の面のうち他方の前記透明基板と対向する側に、前記周辺領域に対して一定の段差を有する凹状部が形成されるとともに透明媒質からなる前記透明域が形成されており、かつ前記誘電体多層膜の膜構成と前記透明媒質の屈折率とは、前記フィルタ域および前記透明域を透過する光束に対して前記フィルタ域と前記透明域とで光束の位相が揃うように調整されていることを特徴とする開口制限素子を提供する。
【0007】
また、前記誘電体多層膜の総膜厚および前記波長λ 1 の光に対する平均屈折率をそれぞれd f2 、n f2 、前記透明媒質の屈折率をn s2 、前記凹状部の段差をd a 、前記波長λ 1 の光に対する前記透明基板の屈折率をn a とするとき、n f2 ・d f2 +n a ・d a =n s2 ・(d f2 +d a )の関係を満たす上記の開口制限素子を提供する。また、前記透明基板間には、前記誘電体多層膜と前記透明媒質とに加えさらに有機物薄膜からなる波長板および/または回折格子が積層されている上記の開口制限素子を提供する。
【0008】
また、異なる波長λ1と波長λ2(λ1<λ2)の2つの光束をそれぞれ出射する2つの光源と、2つの光束を光記録媒体に集光するための対物レンズと、集光して光記録媒体により反射した2つの光束を検出する光検出器とを備える光ヘッド装置であって、2つの光源と対物レンズとの間において2つの光束の共通光路中に上記の開口制限素子が配設されている光ヘッド装置を提供する。さらに、入射する異なる波長λ1と波長λ2(λ1<λ2)の2つの光束のうち、いずれか一方の光束のみを透過するフィルタ域と両方の光束を透過する屈折率ns2の透明媒質を含む透明域とを有する開口制限素子の製造方法であって、前記開口制限素子は、前記波長λ 1 の光に対する屈折率がn a となる透明基板の平面上に総膜厚df2で前記波長λ1の光に対する平均屈折率nf2となる光学多層膜を形成し、光学多層膜上にフォトレジストを積層し、透明域となる中央領域のみフォトリソグラフィおよびエッチングによって光学多層膜を食刻するとともに透明基板をnf2・df2+na・da=ns2・(df2+da)の関係を満たす段差daまで食刻し、フィルタ域となる周辺領域のレジストを除去し、前記中央領域に前記透明媒質を充填してもう一方の透明基板と接着固定し、2枚の前記透明基板の対向しない側の表面が平滑となる開口制限素子の製造方法を提供する。
【0009】
【発明の実施の形態】
図2に本発明の開口制限素子101を搭載した光ヘッド装置の構成例を示す。図2に示す光ヘッド装置は、DVD6およびCD7の情報の記録および再生を行う光ヘッド装置であり、光源としてDVD用の波長λ1の光束L1を出射する半導体レーザ1AとCD用の波長λ2の光束L2を出射する半導体レーザ1Bとを備えている。
【0010】
半導体レーザ1Aおよび1Bを出射した光束L1、L2はそれぞれ、ビームスプリッタ2および3で反射され、コリメートレンズ4を透過後、開口制限素子101を透過して、対物レンズ5によって、DVD6またはCD7上に集光される。DVD6またはCD7で反射した光は、上記の進行方向とは逆に進みビームスプリッタ2および3を透過して、最終的に光検出器8上に集光する。また、9は位相板であり、4分の1波長板を用いることで、CD7への情報記録時に半導体レーザ1Bの出射光と同一偏光方向の戻り光が、半導体レーザ1Bに進入するのを防ぎ、半導体レーザ1Bの発振特性を安定させることができる。
【0011】
図1に本発明の第1実施態様として開口制限素子101の(a)断面図と、(b)平面図を示す。開口制限素子101は、透明基板11の下面の周辺領域Bに、厚さがdf1で波長選択性の誘電体多層膜13が形成されており、透明媒質である接着剤14によって、透明基板11と透明基板12が固定されている。このとき、中央領域Aには接着剤14が充填されており、開口制限素子101を透過する光束L1のうち、中央領域Aを透過する部分と周辺領域Bを透過する部分とで位相が揃うように、誘電体多層膜13の膜構成および接着剤14の屈折率を調整する。
【0012】
すなわち、波長選択性の誘電体多層膜13の平均屈折率nf1と、接着剤14の屈折率ns1が等しくなるようにする。ここで、平均屈折率とは、多層膜を構成する各層の屈折率と厚さとの積の総和を、多層膜の総厚(各層厚の合計)で除算したものを意味する。
【0013】
また、開口制限素子101は、図1の(b)に示すように素子表面での反射を防ぐため、透明基板11の一方の面に反射防止膜15、透明基板12の他方の面に反射防止膜16がそれぞれ施されていることが好ましい。透明基板11および12としては、ガラス、石英ガラスなどの光学的に等方的な材料を用いることができる。
【0014】
波長選択性の誘電体多層膜13としては、DVD用の波長λ1の光束L1に対し90%以上の透過率、CD用の波長λ2の光束L2に対し20%以下の透過率を有する層数が20層前後の誘電体多層膜を使用できる。ただし、CD用の光束L2の透過率としては、CDの情報記録面上への不要な光の集光を防ぐため、10%以下が好ましい。したがって、波長選択性の誘電体多層膜13を周辺領域Bに成膜することで、周辺領域Bはフィルタ域、中央領域Aは透明域になり、開口制限素子101はCD用の光束L2の径を中央領域Aの径に制限できる。
【0015】
また、反射防止膜15および16としては、DVD用の光束L1とCD用の光束L2が、ともに98%以上透過し、容易に作製できる4から5層程度の誘電体多層膜を使用できる。
【0016】
本発明の開口制限素子101を搭載した図2の光ヘッド装置では、DVD用の光束L1は、開口制限素子101によって、径を制限されることなく、対物レンズ5を用いて開口数0.6の光束L1としてDVD6上に集光される。一方、CD用の光束L2は、開口制限素子101によって、径を制限され、対物レンズ5を用いて開口数0.45から0.5程度までの光束L2としてCD7上に集光される。すなわち、DVD6やCD7のように厚さの異なる光ディスクでも同一の対物レンズを用いて、おのおのの規格に合った開口数で光ディスク上に集光できるので、記録および再生を安定に実現できる。
【0017】
次に、図3を用いて、本発明の開口制限素子101の製造方法について説明する。まず、図3の(a)に示すように、透明基板11の一方の面に反射防止膜15を、他方の面に厚さがdf1の波長選択性の誘電体多層膜13を、真空蒸着法またはスパッタリング法にて成膜する。そののち、図3の(b)に示すように誘電体多層膜13上にフォトレジスト22を積層し、フォトリソグラフィの技術を用いてパターニングして、図3の(c)に示すように、誘電体多層膜13をドライエッチング法にて食刻する。
【0018】
さらに、残ったフォトレジスト22を、剥離した後、接着剤14を用いて、反射防止膜16が成膜された透明基板12を接着して、図3の(d)に示すように開口制限素子101が作製される。
【0019】
図4に本発明の第2実施態様として開口制限素子201の断面図を示す。開口制限素子201は、透明基板17の一方の面に、波長選択性の誘電体多層膜18が形成された周辺領域と、凹状に食刻された中央領域からなり、透明媒質である接着剤19によって、透明基板17と透明基板12とが固定されている。第1実施態様の開口制限素子101と異なる点は、透明基板17の一方の面も中央領域が一部食刻されたことである。
【0020】
このとき、中央領域には接着剤19が充填されており、開口制限素子201を透過する光束L1のうち、中央領域を透過する部分と周辺領域を透過する部分とで位相が揃うように、誘電体多層膜18の膜構成および接着剤19の屈折率を調整する。すなわち、誘電体多層18の総膜厚df2、平均屈折率nf2、接着剤19の屈折率ns2、透明基板17の凹状に食刻された部分の段差(深さ)da、屈折率naを用いて、nf2df2+nada=ns2(df2+da)の関係を満たすようにする。
【0021】
また、開口制限素子201は、素子表面での反射を防ぐため、図4に示すように透明基板17の他方の面に反射防止膜15、透明基板12の一方の面に反射防止膜16がそれぞれ施されていてもよい。透明基板17および12としては、ガラス、石英ガラスなどの光学的に等方的な材料を用いることができる。
【0022】
波長選択性の誘電体多層膜18としては、DVD用の波長λ1の光束L1に対し90%以上の透過率、CD用の波長λ2の光束L2に対し20%以下の透過率を有する層数が20層前後の誘電体多層膜を使用できる。ただし、CD用の光束L2の透過率としては、CDの情報記録面上への不要な光の集光を防ぐため、10%以下が好ましい。したがって、波長選択性の誘電体多層膜18を周辺領域に成膜することで、周辺領域Bはフィルタ域、中央領域は透明域になり、開口制限素子201はCD用の光束L2の径を中央領域Aの径に制限できる。
【0023】
図2の光ヘッド装置において、第1実施態様の開口制限素子101のかわりに第2実施態様の開口制限素子201を用いても、同様に、DVD6やCD7のように厚さの異なる光ディスクに対して、記録および再生を安定に実現できる。
【0024】
本発明の開口制限素子101および201においては、その構成上層数が20層前後の誘電体多層膜の成膜工程が1つ、ドライエッチング工程またはリフトオフ工程が1つといった簡単な工程で作製でき、生産性が高くかつ歩留まりよく開口制限素子を作製できる。
【0025】
次に、図5を用いて、本発明の開口制限素子201の製造方法について説明する。まず、図5の(a)に示すように、透明基板17の一方の面に反射防止膜15を、他方の面に厚さがdf2の波長選択性の誘電体多層膜18を、真空蒸着法またはスパッタリング法にて成膜する。そののち、図5の(b)に示すように誘電体多層膜18上にフォトレジスト22を積層し、フォトリソグラフィの技術を用いてパターニングして、図5の(c)に示すように、誘電体多層膜18、および透明基板17をドライエッチング法にて食刻する。
【0026】
さらに、残ったフォトレジスト22を剥離した後、接着剤19を用いて、反射防止膜16が成膜された透明基板12を接着して、図5の(d)に示す開口制限素子201が作製される。
【0027】
図6は、本発明の第3実施態様としての開口制限素子102の断面図である。開口制限素子102は、図1に示す第1実施態様の開口制限素子101における接着剤14と透明基板12との界面に、位相板や回折格子などの光の状態を制御する光学素子23を挿入した構成である。図6の他の符号で図1と同じものは、同じ要素を示す。第3実施態様の開口制限素子102を、光ヘッド装置に搭載する場合、光ヘッド装置を構成する素子の数を減らすこともでき、光ヘッド装置の小型化が実現できて好ましい。
【0028】
図7は、本発明の第4実施態様としての開口制限素子202の断面図である。開口制限素子202は、図3に示す第2実施態様の開口制限素子201における接着剤19と透明基板12との界面に、位相板や回折格子などの光の状態を制御する光学素子23を挿入した構成である。図7の他の符号で図3と同じものは、同じ要素を示す。第4実施態様の開口制限素子202を、光ヘッド装置に搭載する場合、光ヘッド装置を構成する素子の数を減らすこともでき、光ヘッド装置の小型化が実現できて好ましい。
【0029】
図8は、本発明の第5実施態様の開口制限素子103を搭載した光ヘッド装置を示す概念的断面図であり、DVD6およびCD7の情報の記録および再生を行う光ヘッド装置である。41Aは、DVD用の半導体レーザ1Aと光検出器8Aを集積したユニットであり、41Bは、CD用の半導体レーザ1Bと光検出器8B、偏光依存性のないホログラム素子10を集積し一体化したホログラムユニットである。光ヘッド装置にユニットを用いると、光ヘッド装置を小型化できる。なお、図10中の符号で説明のない図1中と同符号のものは、図1中と同じ要素を意味する。
【0030】
開口制限素子103は、例えば図9に示すように、図1の第1実施態様の開口制限素子101における接着剤14と透明基板12との界面に、位相板20と偏光ホログラム格子21を、挿入した構成である(第5実施態様)。図9の他の符号で図1と同じものは、同じ要素を示す。また、開口制限素子103の替わりに、図10に示す開口制限素子203を用いてもよい(第6実施態様)。開口制限素子203は、図4の第2実施態様の開口制限素子201における接着剤19と透明基板12との界面に、位相板20と偏光ホログラム格子21を、挿入した構成である。図10の他の符号で図4と同じものは、同じ要素を示す。
【0031】
図9に示された開口制限素子103における位相板20により発生するリタデーション値を、DVD用の光束L1に対し4分の5波長、さらにCD用の光束L2に対し1波長になるように選択する。この選択によって、光束L1は偏光ホログラム格子21の機能により、往路では開口制限素子103にて回折されずに直進透過するが、DVD6反射後の復路では開口制限素子103にて回折され、光検出器8Aに集光される(図8参照)。一方、光束L2は往路、復路ともに偏光ホログラム格子21では回折せずに開口制限素子103を透過できる。
【0032】
偏光ホログラム格子21としては、例えば高分子液晶に、フォトリソグラフィとエッチングの技術を用いて、断面形状が凹凸型のホログラム格子を加工した後、高分子液晶の常光屈折率または異常光屈折率に等しい光学的に等方的な材料をホログラム格子の例えば凹部に充填したものを用いることができる。
【0033】
図9に示した本発明の第3実施態様の開口制限素子103を搭載した光ヘッド装置(図8)では、開口制限素子103を用いることにより、図2に示した開口制限素子101を搭載した光ヘッド装置と同様に、単一の対物レンズを用いてCDおよびDVDの記録および再生を安定に実現できる。さらに、開口制限素子103は、偏光ホログラム格子21と位相板20を積層することで、開口制限機能、ビームスプリッタ機能および偏光制御機能をひとつの光学素子に持たせており、図2に示した光ヘッド装置に比べ、小型の光ヘッド装置を実現できる。
【0034】
【実施例】
本実施例は、DVDおよびCDの情報の記録および再生を行う光ヘッド装置の例であり、図2を用いて説明する。光源として、DVD用の波長λ1(=660nm)の光束L1を出射する半導体レーザ1AとCD用の波長λ2(=780nm)の光束L2を出射する半導体レーザ1Bとの2種の光源を備えており、コリメートレンズ4と対物レンズ5との間に開口制限素子101を設置した。
【0035】
また、ビームスプリッタ2として、光束L1に対してはハーフミラーとなり、光束L2に対しては全透過するビームスプリッタを用いた。ビームスプリッタ3として、光束L1に対しては全透過し、光束L2に対してはハーフミラーとなるビームスプリッタを用いた。また、CD7への情報の記録時に半導体レーザ1Bへの戻り光を防ぎ、半導体レーザ1Bのレーザ光の発振を安定させるため位相板9である4分の1波長板も搭載した。
【0036】
開口制限素子101(図1)を以下の方法で作製した。まず、透明基板11と透明基板12それぞれの一方の面に、光束L1および光束L2に対し反射率が0.5%以下である反射防止膜15、16を真空蒸着法にて形成した。さらに、透明基板11の他方の面には、表1に示す構成の波長選択性の誘電体多層膜13を、イオンアシスト蒸着法で形成した。ここで、誘電体多層膜13の平均屈折率は1.575であった。
【0037】
【表1】
【0038】
次に、フォトリソグラフィ法を用いて図1の(b)に示す周辺領域Bにフォトレジストが残るようにパターニングして、中央領域Aの部分をドライエッチング法にて食刻した後、周辺領域Bに残ったフォトレジストを除去した。次に、誘電体多層膜13の中央領域Aの部分に、屈折率が1.575の接着剤14が充填されるように、透明基板11と透明基板12とを接着し固定した。このとき、接着剤14の屈折率と波長選択性の誘電体多層膜13の平均屈折率が等しくなるので、開口制限素子101を透過する光束L1のうち、中央領域を透過する部分と周辺領域を透過する部分とで位相が揃った。
【0039】
上記のように、層数が20層前後の誘電体多層膜の成膜工程が1つ、ドライエッチング工程が1つ、接着工程が1つの単純な工程で作製した開口制限素子101を搭載した光ヘッド装置において、DVDおよびCDの厚さの異なる光ディスクに対し、1つの光学系で高い集光性能を実現でき、良好な記録再生特性を示した。
【0040】
【発明の効果】
上記において説明したように本発明によれば、層数が20層前後の誘電体多層膜の成膜工程が1つ、ドライエッチング工程が1つ、接着工程が1つと、製造工程数が少なく容易に開口制限素子を作製でき、かつ生産歩留まりのよい開口制限素子を得ることができる。さらに、この開口制限素子を光ヘッド装置に搭載することで、異なる2種の波長に応じて光束の開口の実効的な制限を行うことができ、厚さの異なるDVDとCDとに対して、それぞれの光束を集光でき、情報の記録および再生を良好に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施態様の開口制限素子の構成を示す図で、(a)断面図、(b)平面図。
【図2】本発明の光ヘッド装置の構成例を示す概念的断面図。
【図3】本発明の第1実施態様の開口制限素子の製造方法を示す概念図。
【図4】本発明の第2実施態様の開口制限素子の構成を示す断面図。
【図5】本発明の第2実施態様の開口制限素子の製造方法を示す概念図。
【図6】本発明の第3実施態様の開口制限素子の構成を示す断面図。
【図7】本発明の第4実施態様の開口制限素子の構成を示す断面図。
【図8】本発明の第5実施態様の開口制限素子を搭載した光ヘッド装置の概念的断面図。
【図9】本発明の第5実施態様の開口制限素子の構成を示す断面図。
【図10】本発明の第6実施態様の開口制限素子の構成を示す断面図。
【図11】従来の開口制限素子の構成を示す断面図。
【符号の説明】
101、102、103、201、202、203、501:開口制限素子
1A、1B:半導体レーザ
2、3:ビームスプリッタ
4:コリメートレンズ
5:対物レンズ
6:DVD
7:CD
8、8A、8B:光検出器
9:位相板
10:偏光依存性のないホログラム素子
41A:ユニット
41B:ホログラムユニット
11、12、17、51:透明基板
13、18:波長選択性の誘電体多層膜
14、19:接着剤
15、16、54:反射防止膜
21:偏光ホログラム格子
22:フォトレジスト
23:光の状態を制御する光学素子
52:位相差調整用の誘電体多層膜
53:波長選択性の誘電体多層膜
A、C:中央領域
B、D:周辺領域[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an aperture limiting element and an optical head device, and more particularly to an optical head device that records and reproduces information on an optical recording medium.
[0002]
[Prior art]
CD / DVD compatible optical head devices that record and play back CDs or DVDs, which are optical discs of different standards, using the same optical head device have been commercialized. Since optical discs for CD and DVD have different standards such as the wavelength band of light used for recording and reproduction, the thickness of the optical disc, and the recording density, optical recording is performed for recording and reproducing a CD and for recording and reproducing a DVD. It is necessary to change the numerical aperture of the system.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
In order to perform recording and reproduction of a CD using an objective lens designed for DVD with a wavelength of 650 nm and having a numerical aperture of about 0.6, an
[0004]
The wavelength-selective
[0005]
However, in the manufacturing process for forming the central region C and the peripheral region D, the
An object of the present invention is to provide an aperture limiting element that can be easily manufactured with a small number of manufacturing steps and has a high production yield, and an optical head device using the aperture limiting element.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The present invention, among the two light fluxes entering shine that different wavelengths lambda 1 and the wavelength λ 2 (λ 1 <λ 2 ), a transparent area that transmits filter area and both of the light flux transmitted through only one of the light beams The aperture limiting element includes two transparent substrates, and is formed of a wavelength-selective dielectric multilayer film having a smooth surface in a peripheral region between the two transparent substrates. In the central region where the filter region is formed and surrounded by the peripheral region, a concave portion having a certain level difference with respect to the peripheral region is provided on the side of the surface of the one transparent substrate facing the other transparent substrate. The transparent area formed of the transparent medium is formed, and the film configuration of the dielectric multilayer film and the refractive index of the transparent medium are determined with respect to the filter area and the light flux that passes through the transparent area. The above Providing an aperture limiting element is characterized in that in data region and the transparent region is adjusted such that the phase of the light beam is aligned.
[0007]
Further, the total thickness of the dielectric multilayer film and the average refractive index with respect to light having the wavelength λ 1 are d f2 and n f2 , the refractive index of the transparent medium is n s2 , and the step of the concave portion is d a , Provided is the above aperture limiting element that satisfies the relationship of n f2 · d f2 + n a · d a = n s2 · (d f2 + d a ) where n a is the refractive index of the transparent substrate with respect to light of wavelength λ 1 To do. In addition, there is provided the above aperture limiting element in which a wave plate and / or a diffraction grating made of an organic thin film is further stacked between the transparent substrates in addition to the dielectric multilayer film and the transparent medium.
[0008]
Also, two light sources that respectively emit two light beams having different wavelengths λ 1 and λ 2 (λ 1 <λ 2 ), an objective lens that condenses the two light beams on an optical recording medium, and An optical head device including a light detector that detects two light beams reflected by the optical recording medium, wherein the aperture limiting element is disposed in a common optical path of the two light beams between the two light sources and the objective lens. An optical head device is provided. Furthermore, out of two incident light beams having different wavelengths λ 1 and λ 2 (λ 1 <λ 2 ), a filter region that transmits only one of the light beams and a transparent refractive index n s2 that transmits both light beams. a method of manufacturing a aperture limiting element and a transparent region including a medium, the aperture limiting element is on the plane of the transparent substrate where the refractive index is n a with respect to the wavelength lambda 1 of light in total thickness d f2 An optical multilayer film having an average refractive index n f2 with respect to light having the wavelength λ 1 is formed, a photoresist is laminated on the optical multilayer film, and the optical multilayer film is etched by photolithography and etching only in the central area to be a transparent area. And the transparent substrate is etched to a level difference d a satisfying the relationship of n f2 · d f2 + n a · d a = n s2 · (d f2 + d a ), and the resist in the peripheral region serving as the filter region is removed, Center Provided is a method of manufacturing an aperture limiting element in which a region is filled with the transparent medium and bonded and fixed to the other transparent substrate so that the surfaces of the two transparent substrates that are not opposed to each other are smooth.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 2 shows a configuration example of an optical head device on which the
[0010]
The light beams L 1 and L 2 emitted from the
[0011]
FIG. 1A is a sectional view and FIG. 1B is a plan view of an
[0012]
That is, the average refractive index n f1 of the wavelength-selective
[0013]
Further, as shown in FIG. 1B, the
[0014]
Wavelength selective as the
[0015]
As the
[0016]
In the optical head device of FIG. 2 equipped with
[0017]
Next, a manufacturing method of the
[0018]
Further, after the remaining
[0019]
FIG. 4 shows a sectional view of an
[0020]
At this time, the central region is filled with the adhesive 19, and the dielectric L is formed so that the phase of the light beam L1 transmitted through the
[0021]
In order to prevent reflection on the element surface, the
[0022]
Wavelength selective as the
[0023]
In the optical head device of FIG. 2, even if the
[0024]
The
[0025]
Next, the manufacturing method of the
[0026]
Further, after the remaining
[0027]
FIG. 6 is a cross-sectional view of an
[0028]
FIG. 7 is a cross-sectional view of an
[0029]
FIG. 8 is a conceptual cross-sectional view showing an optical head device on which the
[0030]
For example, as shown in FIG. 9, the
[0031]
The retardation value generated by the
[0032]
As the polarization hologram grating 21, for example, a holographic grating having a concavo-convex shape is processed into a polymer liquid crystal using photolithography and etching techniques, and then equal to the ordinary light refractive index or the extraordinary light refractive index of the polymer liquid crystal. An optically isotropic material filled in, for example, a concave portion of a hologram grating can be used.
[0033]
In the optical head device (FIG. 8) equipped with the
[0034]
【Example】
The present embodiment is an example of an optical head device for recording and reproducing information on DVD and CD, and will be described with reference to FIG. As a light source, two light sources of the
[0035]
Further, as the
[0036]
The aperture limiting element 101 (FIG. 1) was produced by the following method. First, on one surface of the
[0037]
[Table 1]
[0038]
Next, patterning is performed so that the photoresist remains in the peripheral region B shown in FIG. 1B using a photolithography method, and the portion of the central region A is etched by the dry etching method, and then the peripheral region B is etched. The remaining photoresist was removed. Next, the
[0039]
As described above, a light mounted with an
[0040]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the number of manufacturing steps is small, that is, one dielectric multilayer film having about 20 layers, one dry etching step, and one bonding step. Thus, it is possible to produce an aperture limiting element having a good production yield. Furthermore, by mounting this aperture limiting element on the optical head device, it is possible to effectively limit the aperture of the light beam according to two different wavelengths, and for DVDs and CDs having different thicknesses, Each light beam can be condensed, and information can be recorded and reproduced satisfactorily.
[Brief description of the drawings]
1A and 1B are diagrams showing a configuration of an aperture limiting element according to a first embodiment of the present invention, in which FIG. 1A is a cross-sectional view, and FIG.
FIG. 2 is a conceptual cross-sectional view showing a configuration example of an optical head device of the present invention.
FIG. 3 is a conceptual diagram showing a manufacturing method of the aperture limiting element according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a configuration of an aperture limiting element according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a conceptual diagram showing a manufacturing method of an aperture limiting element according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a configuration of an aperture limiting element according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a configuration of an aperture limiting element according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a conceptual cross-sectional view of an optical head device equipped with an aperture limiting element according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a sectional view showing a configuration of an aperture limiting element according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a sectional view showing a configuration of an aperture limiting element according to a sixth embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a cross-sectional view showing a configuration of a conventional aperture limiting element.
[Explanation of symbols]
101, 102, 103, 201, 202, 203, 501:
7: CD
8, 8A, 8B: Photodetector 9: Phase plate 10: Hologram element 41A without polarization dependence 41A:
Claims (5)
前記開口制限素子は2枚の透明基板を備え、2枚の前記透明基板間における周辺領域には平滑な表面を有する波長選択性の誘電体多層膜からなる前記フィルタ域が形成され、
前記周辺領域により囲まれる中央領域において、一方の前記透明基板の面のうち他方の前記透明基板と対向する側に、前記周辺領域に対して一定の段差を有する凹状部が形成されるとともに透明媒質からなる前記透明域が形成されており、
かつ前記誘電体多層膜の膜構成と前記透明媒質の屈折率とは、前記フィルタ域および前記透明域を透過する光束に対して前記フィルタ域と前記透明域とで光束の位相が揃うように調整されていることを特徴とする開口制限素子。An aperture limiting element having a filter region that transmits only one of the two light beams having different wavelengths λ 1 and λ 2 (λ 1 <λ 2 ) and a transparent region that transmits both light beams. Because
The aperture limiting element includes two transparent substrates, and the filter region made of a wavelength-selective dielectric multilayer film having a smooth surface is formed in a peripheral region between the two transparent substrates,
In the central region surrounded by the peripheral region, a concave portion having a certain step with respect to the peripheral region is formed on the side of the surface of the one transparent substrate facing the other transparent substrate, and a transparent medium The transparent region is formed of,
In addition, the film configuration of the dielectric multilayer film and the refractive index of the transparent medium are adjusted so that the phase of the light beam is aligned in the filter region and the transparent region with respect to the light beam transmitted through the filter region and the transparent region. An aperture limiting element, characterized in that
nf2・df2+na・da=ns2・(df2+da)の関係を満たす請求項1に記載の開口制限素子。The total thickness of the dielectric multilayer film and the average refractive index with respect to light having the wavelength λ 1 are d f2 and n f2 , the refractive index of the transparent medium is n s2 , the step of the concave portion is d a , and the wavelength λ When the refractive index of the transparent substrate for light of 1 is n a ,
n f2 · d f2 + n a · d a = n s2 · (d f2 + d a) the aperture limiting element according to claim 1 which satisfies the relation.
前記開口制限素子は、前記波長λ 1 の光に対する屈折率がn a となる透明基板の平面上に総膜厚df2で前記波長λ1の光に対する平均屈折率nf2となる光学多層膜を形成し、光学多層膜上にフォトレジストを積層し、透明域となる中央領域のみフォトリソグラフィおよびエッチングによって光学多層膜を食刻するとともに透明基板をnf2・df2+na・da=ns2・(df2+da)の関係を満たす段差daまで食刻し、
フィルタ域となる周辺領域のレジストを除去し、
前記中央領域に前記透明媒質を充填してもう一方の透明基板と接着固定し、2枚の前記透明基板の対向しない側の表面が平滑となる開口制限素子の製造方法。Of two incident light beams having different wavelengths λ 1 and λ 2 (λ 1 <λ 2 ), a filter region that transmits only one light beam and a transparent medium having a refractive index n s2 that transmits both light beams are used. A manufacturing method of an aperture limiting element having a transparent region including,
The aperture limiting element, the optical multilayer film is an average refractive index n f2 with respect to the wavelength lambda 1 of light in total thickness d f2 on the plane of the transparent substrate where the refractive index is n a with respect to the wavelength lambda 1 of the light Forming and laminating a photoresist on the optical multilayer film, and etching the optical multilayer film by photolithography and etching only in the central area to be a transparent area and forming a transparent substrate with n f2 · d f2 + n a · d a = n s2 -Etching to a level difference d a that satisfies the relationship (d f2 + d a ),
Remove the resist in the peripheral area that becomes the filter area,
A manufacturing method of an aperture limiting element in which the transparent medium is filled in the central region and bonded and fixed to the other transparent substrate, and the surfaces of the two transparent substrates that are not opposed to each other are smooth.
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